მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა შეძლო იმ საიდუმლოს ამოხსნა, თუ როგორ ილექებიან დედამიწის იშვიათი მინერალები (REE) და შემდეგ, როგორ უჩინარდებიან ისინი კვალის გარეშე.

დედამიწის იშვიათი მინერალები ეწოდება 17 ძვირადღირებული ქიმიური ელემენტის ერთობლიობას, რომლებიც წარმოუდგენლად მნიშვნელოვანია ტექნოლოგიური მოწყობილობების დამზადებისთვის. მათ კრიტიკულად საჭირო ნედლეულად იყენებენ ყველა ტექნოლოგიურ ნაწარმში, დაწყებული სმარტფონებიდან, დამთავრებული ქარის ტურბინებით, სატელიტებით, სამედიცინო აღჭურვილობით და ა.შ.

მიუხედავად იმისა, რომ ისინი იშვიათ ელემენტებს მიეკუთვნებიან, REE-ს რაოდენობა არც ისე მცირეა დედამიწის ქერქში, თუმცა ვინაიდან ეს მინერალები არ არიან კონცენტრირებულნი ერთ ადგილას, მათი იზოლირება და ქერქიდან ექსტრაქცია კიდევ უფრო რთულია, მით უმეტეს, გარემოს დაბინძურების გარეშე.

სწორედ ამის გამო, კონცენტრირებული REE ძალიან მოთხოვნადი ბუნებრივი რესურსია და მეცნიერები მუდმივად ეძებენ ამ ღირებული მინერალების მოპოვების და ახალ გზებს.

ახალ კვლევაში, რომელსაც გეოლოგი მაიკლ ანენბურგი უძვღვება, ავსტრალიის ეროვნული უნივერსიტეტიდან, მეცნიერებს უნდოდათ ახალი ქიმიური მექანიზმების აღმჩენა, რომლითაც მოიპოვებდნენ REE-ს დედამიწის ქერქიდან, კერძოდ კი მათთან დაკავშირებული ვულკანური წარმოშობის კარბონატიტის ქვებიდან.

"ეს იშვიათი მინერალები და მათი სახეცვლილი ფორმები მსოფლიოში ყველაზე მეტ REE-ს გვაძლევს" განმარტეს მკვლევრებმა თავიანთ გაზეთში.

არც ერთი ერთიანი მოდელი არ ხსნის მთლიანად კარბონატიტში(თან) REE-ის დალექვას, რაც საკმაოდ აფერხებს იმ მარაგის აღმოჩენას, რომელიც მომავლისთვისაა საჭირო.

კარბონატიტთან დაკავშირებული REE-ის მინერალიზაციის გამოსაკვლევად ანენბურგმა და მისმა გუნდმა გაიმეორეს ბუნებაში არსებული პროცესები და ჯერ მაღალ ტემპერატურაზე დიდი წნევის ქვეშ მოათავსეს კარბონატიტი, შემდეგ კი გააცივეს ის და წნევა შეამცირეს.

მეცნიერებმა სინთეტური კარბონატიტის ძალიან პატარა რაოდენობა მოათავსეს ვერცხლის ან ნიკელის კაფსულებში, შემდეგ კი დგუშ-ცილინდრულ აპარატში 1,200 °C ტემპერატურამდე გააცხელეს და მოათავსეს 2.5 გიგაპასკალ წნევაზე(წნევის ქვეშ), შემდეგ კი თანდათანობით შეამცირეს წნევა 0.2 გიგაპასკალზე და გააცივეს იგი 200 °C-მდე.

"ამ ექსპერიმენტის მიზანი იყო იმის გაგება, თუ რატომ ხდება REE-ს კონცენტრირება კარბონატიტში," - წერს ანენბურგი ტვიტერზე.

"ამიტომაც გადავწყვიტეთ მოგვეთავსებინა კარბონატიტი კაფსულაში და ჩვენ თვითონ ჩაგვეტარებინა მასზე ცდა."

როგორც აქამდე გვეგონა, იმისთვის, რომ REE ყოფილიყო ხსნადი და ჰქონოდა ქიმიური მინერალების კრისტალიზაციის და შემდეგ ექსტრაქციის უნარი, საჭირო იყო მისი შერევა მოლეკულათა ჯგუფთან, რომელთაც ლიგანდები ეწოდებათ. მათ შორისაა ქლორი და ფტორი.

თუმცა, ექსპერიმენტმა სრუალიად სხვა რამ გვიჩვენა: როგორც აღმოჩნდა, კარბონატიტში REE-ს ტრანსპორტირებისთვის, როგორც მინერალიზაციის დონის საწინდარისთვის, საჭიროა ტუტე მინერალები. ექსპერიმენტმა კი აჩვენა, რომ ნატრიუმმა და კალიუმმა ხელი შეუწყო REE-ს ხსნადობას.

მკვლევრების მიხედვით, ტუტეამტან კარბონატიტს შეუძლია REE-ით მდიდარი სითხეების ფორმირება, რომლებიც გადაადგილდებიან დიდ მანძილებზე მაგმურ პირობებში(magmatic conditions), ამ დროს კი ინარჩუნებენ REE-ს მაღალ ხსნადობას.

რა თქმა უნდა, მხოლოდ იმ შედეგზე დაყრდნობით, რომელიც ლაბორატორიულ პირობებში მივიღეთ, ვერ ვიტყვით, რომ იგივე პროცესი მიმდინარეობს ბუნებაში, სადაც წყლისა და კიდევ მრავალი სხვა ელემენტის მონაწილეობით, შესაძლოა საგრძნობლად განსხვავებული პროცესი მივიღოთ.

მიუხედავად ამისა, ეს მაინც წინ გადადგმული ნაბიჯია, რადგან მან შეიძლება სრულიად შეცვალოს ჩვენი წარმოდგენა REE-ს წარმოქმნისა და კონცენტრირების შესახებ.

"ეს აღმოჩენა დაგვეხმარება იმის გაგებაში, თუ სად შეიძლება იყოს კონცენტრირებული კარბონატიტში მძიმე იშვიათი მინერალები, როგორიცაა დისპროზიუმი და ისეთი მსუბუქი მინერალები, როგორიცაა ნეოდიმიუმი", - განმარტავს ავტორი და გეოლოგი ფრანც უოლი გაერთიანებული სამეფოს ეგზეტერის უნივერსიტეტიდან.

მეცნიერები ყოველთვის ეძებდნენ ქლორიდის შემცველი ხსნარების არსებობის რაიმე საბუთს, მაგრამ აქამდე არ გვიპოვია. ეს შედეგები კი ახალ იმედებს გვაძლევს.